Tüm canlılar herhangi bir uyaran karşı cevap verme yeteneğine sahiptirler. Bu uyaranlar ya dış ortamdan gelir yada canlının kendi iç ortamında meydana gelebilir. Hayvanları bitkilerden ayıran en önemli özellik uyaranlara çok hızlı cevap vermesidir. Bu da sinir sistemi ile gerçekleşir. Sinir sistemi çevrenin, mekanik, termal, kimyasal ve elektriksel özelliklerini algılar ve bunlara karşı cevaplar oluşturur. Bu ilişkide sözü edilen çevre sinir sisteminin kendisi dışındaki her şeydir. Tek hücrelilerde bütün bu olaylar tek bir hücre içinde meydana gelirken, çok hücrelilerde bu fonksiyonların her birini yapmak için özelleşmiş hücre ve hücre grupları bulunmaktadır. Çok hücreli gelişmiş canlılarda bu 4 komponentten herbiri için özelleşmiş bir hücre ya da organ vardır.
Bu organ kas, bez ve hatta sinir sisteminin diğer kısımlarıdır. Effektör organ gelen sinyale göre aktive ya da inhibe edilir. Örneğin, gözün retinasında ışık dalgalarından etkilenen reseptör hücreler vardır. Reseptörlerde meydana gelen sinyali ileten duyu sinirleri iletim işini yapan özel hücrelerdir. Uyarılabilir doku ve hücreler:
Bölüm
2
1-Uyarılabilme: Yeteneğine sahip Yani uyarı alabilen reseptörler bulunur. Ör: göz retinası reseptörleri
2- Reseptörde meydana gelen sinyali merkezlere ileten duyu sinirleri conductivite işini yapan özel hücrelerdir.
3-Sinir merkezleri, buraya getirilen sinyali değerlendirip canlının ne yapması gerektiğini saptar (correlation).
4-Cevabın gerçekleştirilmesi için merkezden gerekli sinyaller motor sinirler yoluyla iş görecek organa (effektör organa) götürülür. Özelleşmiş effektör hücreler reaksiyon (reaction) gösterirler.
• Sinir hücreleri
• Kas hücreleri (kalp, iskelet ve düz kas)
• Bazı endokrin (hipofiz, pankreas beta adacık hücreleri, adrenal bez medulla hücreleri) bez hücreleri
Nöron
Sinir hücresine nöron adı verilir. Evrimi biraz daha ilerlemiş sinir sisteminde uyarma ile meydana gelen sinyalin iletiminde iki ayrı iletici (conductor) hücre vardır. Birinci nöron reseptörden sinyali alır, belirli bir yere kadar götürür; ikinci nöron ile ağlantı kurar ve bu ikinci nöron sinyali effektör organa iletir. Burada birinci kondüktor nörona sensorik nöron (duyu nöronu) denir ki duyuları ileten nörondur; ikinci nörona motor nöron denir ki bir effektörü harekete geçiren nörondur. Bir omurgalı spinal motor nöronu fonksiyonel olarak özelleşmiş bölgeler içerir. Bilgi akımı dendritlerden akson ucuna doğrudur. Bazı nöronlar bilgiyi hücre gövdeleriyle alırlar. Alınan bilgi nörotransmiterlerle akson terminallerine taşınır ve böylece sinyal iletilmiş olur. Bir Nöron hücresinde nörofilamanlar, nörotubuluslar bulunur. Bu yapılan dyenin ve knesin aracılığı akson ucunda salgılanan nörotrasmiteri taşır.
ŞEKİL 2.1 Nöronda nörotransmitter madde taşınması
Bir nöronda temel olarak 3 kısım vardır :
Gelişmiş canlılarda sinir sisteminde duyu ve motor nöronlar arasında association nöron(internöron=ara nöron) lar yer almıştır. Ara nöronlar sayesinde bir tek reseptörden alınarak duyu nöron ile iletilen sinyal, çeşitli motor nöronlara ve çeşitli effektör organlara doğru yönetilir. Burada ara nöronlar ve motor nöronlar beraberce nöronlar topluluğunu (ganglion) meydana getirmişlerdir ki bu sinir merkezlerinin ilk taslağıdır.
Nöronlar MSS’ndeki hücrelerin yaklaşık %10’unu oluştururken, geriye kalanını nöroglia da denen (glia=tutkal) glial hücreler oluşturur. Bunula birlikte, nöronlar, glial hücrelerden çok daha fazla dallanma yaptıkları için, nöronlar beyin ve omurilik hacminin %50’sinden fazlasını işgal ederler. Glial hücreler nöronun soma, akson ve dentritlerinin etrafını çevreler ve nöronları fiziksel ve metabolik olarak desteklerler. Oligodendrositler, astrositler, mikroglialar ve epandimal hücreler olmak üzere 4 çeşit glial hücre vardır.
• Oligodendrositler: MSS’nde aksonları kaplayan miyelini yapar (PSS’nde bu işi yine bir nöroglia hücresi olan Schwann hücresi yapıyor).
• Astrositler: (1) sinaps etrafındaki sinirsel iletim maddelerini ve potasyum iyonlarını uzaklaştırarak, MSS’ndeki hücre dışı ortam sıvısının içeriğinin düzenlenmesine yardım eder. (2) kapiller duvarını oluşturan hücreler arasındaki sıkı bağlantıların oluşumunu yani kan beyin bariyerinin oluşumunu uyarmaktır.
Hücre gövdesi Dendrit Akson
(3) glikoz sağlayıp amonyağı uzaklaştırarak, nöronlara metabolik destek sağlar. (4) embriyonel gelişim sırasında nöronların son olarak yerleşecekleri yere göç etmesine rehberlik eder ve büyüme faktörleri salgılayarak nöronal gelişmeyi uyarırlar. (5) pek çok nöron benzeri özelliğe de sahip olup, iyon kanallarına belirli sinirsel iletim maddelerinin reseptörlerine ve bunları işlemek için enzimlere, zayıf bir elektriksel yanıt oluşturma yeteneğine sahiptirler.
• Mikroglialar: MSS’nde immün işlevleri gerçekleştiren makrofaj benzeri özelleşmiş bir hücredir.
• Epandimal hücreler: beyin ve omurilik içinde sıvı bulunan boşluklarda bulunurlar ve BOS oluşumunu ve akışını düzenlerler.
ŞEKİL 2.2 Nöronlara yardım(fizyolojik ve metabolik destek yapan) eden diğer hücreler.
Aksonlar iki tipe ayrılır:
Miyelinli aksonlarda aksolemma üzerini miyelin denilen lipoid tabiatında kalınca bir örtü çevreler. Miyelin örtüsü akson boyunca belirli aralıklarla kesintiye uğrayarak boğumlar meydana getirir. Bu boğum yerlerine ranvier boğum denir. Aksonun miyelin kılıfı, periferik sinir sisteminde düzenli aralığa sahip, dar ve halka şeklinde boğumlanmalar Bu boğumlar, “Ranvier Düğümü” İki düğüm arasında kalan bölge, “internodal bölge” Bu bölgede, sadece bir tek Schwann hücresi bulunur. Düğümler arası bölgelerin uzunluğu, fetüste ve bebekte azdır, yaşla birlikte artar Ranvier düğümlerinin bulunduğu bölgede, miyelin kılıfı kesintiye uğrar. Dolayısıyla, buralardan madde alış-verişi gerçekleşir (Miyelin, madde alış-verişini engelleyici bir kılıftır). Miyelinli sinir tellerinde uyarının hızlı iletilmesinin iki sebebi vardır: Miyelin kılıfın izole edici özelliği ve uyarının, Ranvier düğümleri boyunca atlayarak aksonda saltatorik şekilde iletilmesi. Miyelin kılıfının, sinir tellerinin yenilenmesinde de önemli rolü vardır. Bir sinir teli kesilince, kesilme yerinden çevreye doğru önce miyelin kılıfı meydana gelir. Yenilenen akson, bu kılıfı takip eder. Miyelin kılıfı, akson için klavuzluk yapar. Yenilenmenin gerçekleşebilmesi için, nöronun hücre gövdesinin sağlam olması şarttır. Hücre gövdesi zedelenmiş ve ölmüş olan bir nöronun aksonunda, yenilenme olayı da gerçekleşmez. Miyelin kılıfının uyarı iletiminde önemli rolüne karşılık, besin fizyolojisi
1-Miyelinli akson 2-Miyelinsiz akson
bakımından bunun tersi sayılabilecek bir etkisi vardır. Miyelin kılıfında lipit bulunduğu için, besin maddelerinin aksona geçişi zor olur. Bu durum özellikle kalın miyelin kılıflar için daha da önemlidir. Gerek Ranvier düğümleri ve gerekse Schmidt – Lantermann yarıkları, miyelin kılıfının kesintiye uğradığı veya azaldığı bölgelerdeki madde alış-verişinin sağlandığı kısımlardır. Bu açıklıklar, aksonla çevresi arasındaki bağlantı bölgeleridir. Gaz, metabolitler ve besin maddeleri, aksoplazmaya bu yerler aracılığıyla girip çıkar.
ŞEKİL 2.2 Myelinli nöron
Elektrofizyolojik çalışmalarda, uyarının kalın miyelinli aksonlarda bir Ranvier düğümünden diğerine atlar. Bu tür uyarı “Saltatorik Akım” denir. Mitokondriyonların Ranvier düğümlerinde bol olarak bulunmasının sebebi taşınma olayları için ihtiyaç duyulan enerjinin bu organellerce karşılanmasıdır. Miyelin tabakasının üzerini nörolemma denen membran çevreler. Bu membranı schwan hücreleri meydana getirir. Schwan hücresi önce bir tabaka halinde aksonu sarar. Daha sonra daireler halinde birçok tabaka teşkil ederek miyelin tabakasını oluşturur. Nörolemmanın üzerinde İnce ve retiküler fibrillerden yapılmış bir zar bulunur buna endonerium denir
Gibbs Donan Dengesi
İyonlar membranın bir tarafından diğer tarafına aktarılabilir ve elektrik yüklerinin ayrılması ile membranın iki tarafı arasında elektriksel potansiyel farkı yaratabilirler. Bu iş için iyonların devamlı aktif transportu gereklidir(Na-K ATPaz). Ayrıca membranın bir tarafında membranı geçebilen ve geçemeyen iyonlar var ise, bir potansiyel farkı meydana gelir ve korunur. Eğer membranı geçebilen partiküller sadece pasif olarak hareket edebiliyorlarsa, meydana gelecek iyon konsantrasyonu dağılışına Gibbs-Donnan dengesi denir.
Membran içinde (-) yüklü proteinler ve dışarıya göre 30 kat fazla K+ iyonu bulunur. Membran dışında ekstraselüler sıvıda 10 kat fazla Na+ iyonu ve 14 kat fazla Cl- iyonu vardır. Difüzyon ile Na+ içeri K+ dışarı çıkma eğilimindedir. Bu durum Na-K pompası ile dengelenmeye çalışılır. Eksi (-) yüklü proteinler membrandan dışarı çıkamazlar. Çünkü büyüktürler. Cl iyonları geçebilir, fakat sinirde mevcut potansiyel fark, Cl iyonlarının çoğunu dışarıda tutmaya yeterlidir. O halde dışarı çıkamayan protein anyonlar ile gerek olmadıkça içeri giremeyen Cl iyonları bulunmaktadır. Na-K iyonları sinir impulsu oluşumu açısından önemlidir. Membranın Na+ a karşı geçirgenliği azdır; ama yine de bir miktar Na+
konsanatrasyon gradiyentine göre içeri sızar. Fakat içeri sızan sodyum (Na+ ) pompa sistemi tarafından dışarı atılır. Böylece dışarda yüksek Na+ konsantrasyonu muhafaza edilir. K+ iyonları membranı kolayca geçebilir. İçerde K+ çok olduğundan süratle dışarı sızar. İçerisi potasyum (K+ ) kaybettiği için de içerde bulunan () yüklü proteinlerden dolayı membran içi dışarıya oranla -70 milivolt kadar bir potansiyel farkı gösterir. Fakat potasyum(K+’un) dışarı çıkışının da bir sınırı
vardır. İçerdeki (-) yüklü organik anyonların, (+) yüklü K iyonlarını çekmesi, dışarıdaki (+) yüklü Na iyonların gene (+) yüklü olan K iyonlarını itmesi gibi nedenlerle
dışardakinin 30 kat K+ içerde muhafaza
edilir.
ŞEKİL 2.4 Nöron ve sinaps
Akson Dendirit
Nöron gövdesinden bilgi alırlar. Nöron gövdesine bilgi getirirler
Yüzeyleri düzdür. Yüzeyi düz değildir.
Bir nöronda bir akson bulunur. Bir nöronda çok sayıda dendrid vardır.
Hiç ribozom yoktur. Ribozomları vardır.
Miyelinli olabilirler Miyelinleri yoktur.
Nöron gövdesinden uzakta dallanırlar Nöron gövdesinin yakınında dallanırlar. • En basit refleks yayı (hem duysal bilgiyi alan hem de efektör hücreyi kontrol eden aynı nörondur).
• Monosinaptik refleks yayı (duysal bilgiyi alan nöron merkezi sinir sistemindeki bir motor nöron ile sinaps yapar).